Cel (biology)

Themacollege cellen 1: De cel en zijn functies

Nico Bos

Doel van dit college: • Steun voor revisie cq bijspijkeren van Celbiologie op middelbare school-niveau • Basis voor celbiologische onderwerpen in blok 1 • Inleiding op verdieping in de celbiologie in blok 2

De Cel: kernconcepten De Cel: • is kleinste levende functionele eenheid • kan alleen ontstaan uit een reeds bestaande cel • erft de karakteristieken van haar voorouder • in een multicellulair organisme: toont grote verscheidenheid aan functie (specialisatie)

Veel diversiteit in cellen

Wat is nog zichtbaar?

Electronenmicroscopische zichtbare structuren

Basisstructuur van een eukaryotische cel:

Verschillen met prokaryoten • • • • •

Bacteriën of Archaea Geen kern Geen organellen Andere ribosomen Transcriptie en translatie direct gekoppeld (gebruik antibiotica)

Kernactiviteiten van de cel • • • • • • • •

Opname van voedingsstoffen Handhaving van het interne milieu Communicatie met andere cellen Opbouw & afbraak van macromoleculen Beheer van de energiehuishouding Handhaving van de vorm, en beweging Vorming van nieuwe cellen Doodgaan

Relatie tussen functie en(EM) microscopisch zichtbare elementen Im- en export/ handhaving milieu/ communicatie RNA/eiwitsynthese Afbraak Vorm & beweging Energie Vermenigvuldiging Doodgaan

Membranen Kern, ribosomen, ER, Golgi Lyso-, peroxi-, proteasoom Cytoskelet & membraan Mitochondrion Kern & cytoskelet Apoptose- & necrosekenmerken

Functie mitochondriën: Energiemetabolisme

Dubbele membraan mitochondriën: essentieel voor aanmaak ATP Matrix Binnenmembraan: sterk geplooid

Buitenmembraan

Mitochondrion

Principe van energieopwekking: membraangebonden ‘chemiosmotische koppeling’

Eiwitsynthese: microscopisch herkenbare elementen • Kern: – euchromatine – nucleolus – poriën in kernmembraan

• Ribosomen: – vrij in cytoplasma (cytopl. eiwitten) – op endoplasmatisch reticulum (alle andere)

• Endoplasmatisch reticulum • Golgi apparaat en transportvesikels

De Kern

Euchromatine= Actief DNA Nucleoli Heterochromatine= Inactief DNA

Functie ER: eiwitsynthese en aanmaak membranen

Ruw Endoplasmatisch Reticulum (RER) ribosomen gebonden aan ER op ER

vrij

Functie Golgi-apparaat: afbouw en sortering eiwitten

Eiwitproductie: van ER via Golgi en transportvesikels naar...

Primair lysosoom: zure hydrolases die afbraak verzorgen

Evenwicht tussen opname (endocytose) en afgifte (exocytose)

Functie lysosomen: afbraak zowel van elementen van buiten als van binnen Primair lysosoom (uit Golgi) versmelt met endosomen

Secundair lysosoom: Afbraak

Cel bevat veel structuurelementen: Cytoskelet

Cytoskelet: 3 componenten Voorbeeld: epitheelcel van de dunne darm

Intermediaire filamenten

Microtubuli

Microfilamenten

Intermediaire filamenten: sterk en stabiel

epitheelcel

Intermediaire filamenten: vele verschillende eiwitten! • Type eiwit(ten) kan verschillen: 4-6 hoofdtypen, waaronder keratines • Subtypen: bv. 20 verschillende keratines! • Celtype-afhankelijk: bv bepaalde keratines specifiek voor epitheelcellen • Verschil nuttig voor diagnose van metastase van tumor van epitheliale oorsprong

Microtubuli: gepolariseerde tubulinebuizen

Microtubuli: dynamisch instabiel

Nodig voor beweging….

….en transport

materiaal van en naar zenuwceluitloper: via microtubuli

Motoreiwitten zorgen voor transport over microtubuli

Micro- of actine-filamenten Structuur: • dun en flexibel • actine als basis-eiwit; dynamische polymeer, dubbelhelix

Functies: bv • kruipen van een cel, bv granulocyten uit de bloedbaan • vorming microvilli, bv in darmepitheelcel

Samenvatting cytoskelet: • 3 typen componenten, elk met specifieke functie(s) • struktuur van component gerelateerd aan functie – sterk: weerstand tegen mechanische stress (intermediaire filamenten) – dynamisch: snelle aanpassing (microtubuli & micro/actinefilamenten) – stabiel: vormgeving (alle 3)

Volgend uur Bloedcellen